국내 연구진이 스마트폰에 내장할 수 있는 유해 가스 감지 센서를 개발했다. 밀폐 공간에서 저전력으로 구동 가능해 실생활 속 안전사고를 사전 방지하는 데 유용할 것으로 보인다.
한국과학기술원(KAISTㆍ총장 신성철)은 윤준보 전기및전자공학부 교수 연구팀이 독자 기술로 개발한 나노 소재 '나노린'을 활용해 상시 동작하는 초 저전력 유해가스 감지 센서를 개발했다고 1일 밝혔다.
나노린(Nanolene)은 완벽하게 정렬한 나노와이어 다발이 공중에 떠 있는 구조다.
금속산화물을 바탕으로 한 가스 센서는 소형화에 유리하고 생산 단가가 저렴해 관련 산업에 활용 가능한 가스 감지 기술로 주목받았다. 가스 센서는 수백 도 씨(℃) 내외 고온에서 동작하기 때문에 히터를 이용한 열에너지 공급이 필수적이다. 많은 양의 열 방출과 히터의 높은 소비 전력 때문에 휴대용 기기에 적용한 실시간 가스 센서를 개발하는 데 물리적 한계가 있다.
이에 연구팀은 독자적인 나노 공정 기술로 개발한 나노 소재 '나노린'을 활용했다.
나노 소재는 전기적ㆍ화학적 특성 때문에 미래 센서 기술의 핵심 요소로 주목받고 있다. 하지만 제조 방법상 크기 제어가 힘들고 원하는 위치에 정렬 형태 구현이 어렵다.
연구팀은 나노린으로 문제를 해결했다. 나노린 기술은 기존 나노 소재 제작 방법과 달리 일반적인 반도체 공정으로 제작하기 때문에 대량 생산이 가능하고 산업적 활용 가치가 비교적 높다.
연구팀은 나노린을 초 저전력 나노 히터에 활용했다. 개발 과정에서, 나노 소재가 지닌 열 고립 효과로 초 저전력 고온 구동을 실현했다. 이에 더해, 완벽하게 정렬한 형태의 금속산화물 나노와이어를 일체형으로 집적해 가스 센서로 응용했다. 그 결과, 스마트폰 내장이 가능한 수준의 낮은 전력으로 일산화탄소 가스 검출에 성공했다.
윤준보 교수는 "상시 동작형 가스 센서는 언제 어디서나 유해가스의 위험을 알려주는 '스마트폰 속 카나리아'로 활용할 수 있을 것이다"라고 기대했다.
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